Устройство и способ управления непрерывной разливкой

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для управления непрерывной разливкой. Устройство содержит один электромагнитный тормоз, связанный с кристаллизатором и выполненный с возможностью индуцирования рециркуляционных потоков в жидком металле, и блок управления и подачи команд, выполненный с возможностью управления его функционированием и подключенный к электромагнитному тормозу и к средствам обнаружения для сбора данных о каждом расстоянии от каждого средства обнаружения, обработки их в зависимости от расположения упомянутого средства обнаружения, определения характеристических параметров развития профиля поверхности жидкого металла. Блок управления и подачи команд выполнен с возможностью обработки данных каждого расстояния, определяющего в качестве характеристических параметров скорость развития профиля поверхности, и/или усредненное по времени значение каждого упомянутого расстояния на заданных временных интервалах и/или мгновенные отклонения от усредненного по времени значения для каждого средства обнаружения. Изобретение позволяет повысить качество литых изделий. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для управления непрерывной разливкой.

Более конкретно, устройство для управления непрерывной разливкой позволяет обнаруживать профиль поверхности жидкого металла, присутствующего в кристаллизаторе, и, возможно, управлять функционированием рабочих узлов, связанных с кристаллизатором, таких, например, как выпускное устройство для жидкого металла и/или электромагнитные тормоза.

Настоящее изобретение также относится к соответствующему способу управления непрерывной разливкой.

Уровень техники

Известны устройства для непрерывной разливки, которые, как правило, содержат кристаллизатор, в который подается жидкий металл для затвердевания за счет его взаимодействия с охлаждаемыми стенками кристаллизатора.

Таким образом, эти устройства непрерывной разливки содержат выпускное устройство или стакан, который расположен на входном конце кристаллизатора и выпускает в кристаллизатор жидкий металл, поступающий из другой емкости, например, промежуточного ковша. Стакан также может быть выполнен с возможностью подачи технологического газа, например, инертного газа, такого как аргон, для отделения выпускаемого жидкого металла.

Кроме того, известно также распределение порошков для покрытия и защиты жидкого металла на свободной поверхности жидкого металла, также называемой мениском.

Эти порошки имеют функцию предотвращения окисления жидкого металла и рассеивания тепла жидкого металла в верхней части кристаллизатора. Кроме того, порошки размещаются между стенками кристаллизатора и коркой металла, которая затвердевает, способствуя смазке, облегчая извлечение металлического изделия и избегая явления адгезии, также известного как "прилипание".

Кроме того, известно также взаимодействие электромагнитных устройств с кристаллизатором, также известных как электромагнитные тормоза, которые предназначены для управления направлением и скоростью рециркуляционных потоков, присутствующих в жидком металле. Рециркуляционные потоки, если они поддаются управлению, предотвращают возникновение дефектов литого металла, таких как зоны ликвации, включения или внутренняя пористость.

Однако во время непрерывной разливки необходимо надлежащим образом управлять действием электромагнитных тормозов по меньшей мере в соответствии со скоростью разливки, шириной кристаллизатора, глубиной положения, то есть погружением стакана в кристаллизатор, скоростью потока технологических газов, проходящих через стакан.

Фактически, в зависимости от воздействий, которые электромагнитные тормоза способны создавать, можно получить различные конфигурации потоков жидкого металла.

Посредством только примера, можно получить рециркуляционные потоки жидкого металла с помощью одиночной рециркуляции, также называемой "одиночным вращением", или двойной рециркуляции, также называемой "двойным вращением".

Рециркуляция одиночного типа обычно является нежелательной и, как правило, возникает из-за осложнений разливки, которые влекут за собой проблемы с качеством конечного изделия. Создаваемая одиночная рециркуляция продолжается по существу изнутри по направлению к внешней стороне кристаллизатора, вызывая чрезмерную турбулентность жидкого металла по направлению к мениску вблизи стакана.

С другой стороны, рециркуляция двойного типа представляет собой оптимальную конфигурацию потоков внутри кристаллизатора для получения изделия высокого качества.

Фактически, рециркуляция двойного типа создает как рециркуляцию, которая продолжается по направлению к поверхности жидкого металла, так и рециркуляцию, которая продолжается глубоко в литейную форму.

Для того, чтобы получить двойную рециркуляцию, необходимо создать баланс между верхней и нижней рециркуляцией.

Фактически, если существует слишком много верхних рециркуляций по сравнению с нижними рециркуляциями, на поверхности мениска создается высокая завихренность, которая может привести к появлению дефектов в литом изделии, таких как:

продольные трещины из-за неоднородного затвердевания,

неоднородное распределение расплавленных смазочных порошков, которые вызывают трещины и прилипание,

турбулентности, которые вызывают вихри и захват порошка с последующим образованием неметаллических включений.

С другой стороны, если существует слишком много нижних рециркуляций по сравнению с верхними рециркуляциями, происходит замерзание мениска вблизи стенок кристаллизатора.

Некоторые известные устройства и способы контроля и регулировки потоков рециркуляции описаны, например, в патентных документах EP1567296B1, EP1021262B1 и JPS63104758A.

Целью настоящего изобретения является выполнение устройства для управления непрерывной разливкой, которое позволяет решать вышеуказанные проблемы более эффективным и точным образом по сравнению с известными устройствами и способами.

Целью настоящего изобретения также является выполнение устройства для управления непрерывной разливкой, которое позволяет повысить качество литых изделий.

Целью настоящего изобретения также является выполнение устройства для управления непрерывной разливкой, которое является простым в изготовлении и установке и экономичным.

Целью изобретения также является усовершенствование способа управления непрерывной разливкой, который позволяет повысить качество литых изделий.

Заявитель разработал, протестировал и воплотил настоящее изобретение с тем, чтобы устранить недостатки уровня техники и достичь этих и других целей и преимуществ.

Раскрытие сущность изобретения

Настоящее изобретение изложено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения, в то время как зависимые пункты формулы изобретения описывают другие характеристики изобретения или варианты основной идеи изобретения.

В соответствии с вышеуказанными задачами, устройство для управления непрерывной разливкой согласно настоящему изобретению содержит:

кристаллизатор, снабженный по меньшей мере одним входным концом, через который вводится жидкий металл,

по меньшей мере один электромагнитный тормоз, связанный с кристаллизатором и выполненный с возможностью индуцирования рециркуляционных потоков в жидком металле, и

блок управления и подачи команд, подключенный по меньшей мере к электромагнитному тормозу и выполненный с возможностью управления его функционированием.

Согласно возможным решениям устройство управления содержит средства обнаружения, расположенные по меньшей мере в условиях использования над входным концом кристаллизатора, и каждое из них выполнено с возможностью обнаружения по меньшей мере обратного расстояния относительно уровня жидкого металла. Блок управления и подачи команд также подключен к средствам обнаружения для сбора данных о каждом расстоянии от каждого средства обнаружения, обработки их в зависимости от расположения средства обнаружения, определения характеристических параметров развития профиля поверхности жидкого металла, и подачи команд для приведения в действие по меньшей мере электромагнитного тормоза на основе характеристических параметров развития профиля поверхности.

Эта конфигурация, касающаяся развития профиля поверхности жидкого металла, позволяет оценить, являются ли рециркуляционные потоки, которые возникают в кристаллизаторе, особенно эффективными для получения литого изделия высокого качества.

Выражение "обнаружение профиля поверхности" в данном документе, и в последующем описании и формуле изобретения предназначено для того, чтобы содержать обнаружение по существу формы профиля жидкого металла и/или обнаружение слоев, которые обычно находятся выше уровня жидкого металла, присутствующего в кристаллизаторе, например, слоев защитных порошков, расположенных для защиты жидкого металла.

Настоящее изобретение также относится к способу управления непрерывной разливкой, который предусматривает разливку жидкого металла путем введения последнего через входной конец кристаллизатора. Во время разливки блок управления и подачи команд управляет функционированием электромагнитного тормоза, связанного с кристаллизатором, для индуцирования рециркуляционных потоков в жидком металле.

Согласно одной возможной реализации изобретения способ содержит обнаружение данных по меньшей мере об обратном расстоянии относительно уровня жидкого металла с помощью средств обнаружения, расположенных по меньшей мере в условиях использования над входным концом, обработку данных по меньшей мере о расстоянии относительно расположения средства обнаружения, определяющего характеристические параметры развития профиля поверхности, и приведение в действие по меньшей мере электромагнитного тормоза на основе характеристических параметров развития профиля поверхности для определения заданных рециркуляционных потоков жидкого металла.

В некоторых вариантах осуществления характеристические параметры могут содержать скорость развития профиля поверхности и/или усредненное по времени значение расстояния, вычисленное на заданных временных интервалах, и/или мгновенные отклонения от усредненного по времени значения для каждого средства обнаружения.

В некоторых вариантах осуществления характеристические параметры могут содержать пространственный градиент профиля поверхности и/или усредненное по пространству значение расстояний, обнаруженных в различных положениях, и/или мгновенные отклонения от усредненного по пространству значения для каждого средства обнаружения.

Эти характеристики позволяют контролировать развитие профиля поверхности не только на основе информации, локализованной в пространстве и определенной во времени, но также оценивать общее развитие всей формы профиля поверхности с течением времени в зависимости от всего поперечного сечения кристаллизатора, тем самым обеспечивая более точный контроль по сравнению с известными устройствами.

Краткое описание чертежей

Эти и другие характеристики настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания некоторых вариантов осуществления, приведенного в качестве неограничивающего примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг.1 показан схематичный чертеж устройства для управления непрерывной разливкой согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 показан вид сверху устройства (фиг.1);

на фиг.3 показан вариант осуществления устройства (фиг.1);

на фиг.4 показан еще один вариант осуществления устройства (фиг.1);

на фиг.5 схематично показаны гидродинамические движения в кристаллизаторе.

Для облегчения понимания использовались одинаковые ссылочные позиции, где это возможно, для обозначения идентичных общих элементов на чертежах.||| Понятно, что элементы и характеристики одного варианта осуществления могут быть легко включены в другие варианты без дополнительных пояснений.

Осуществление изобретения

На сопроводительных чертежах устройство 10 для управления непрерывной разливкой согласно настоящему изобретению в целом обозначено ссылочной позицией 10.

Согласно настоящему изобретению устройство 10 управления содержит кристаллизатор 11, снабженный входным концом 12, через который вводится жидкий металл 13 для последующего затвердевания.

Предпочтительные, хотя и не ограничивающие, варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают, что кристаллизатор 11 выполнен с возможностью разливки слябов.

В частности, изобретение может применяться ко всем типам непрерывнолитых слябов, например, имеющих толщину от 22 до 500 мм и ширину от 500 до 4500 мм.

Кристаллизатор 11 снабжен стенками 14, охлаждаемыми подходящим образом с помощью охлаждающих устройств, которые не показаны.

В частности, если кристаллизатор 11 относится к типу кристаллизатора, предназначенного для слябов, стенки 14 образованы по существу плоскими пластинами, расположенными парами напротив друг друга, при этом первая пара 14а пластин имеет гораздо большие размеры поверхности, чем размеры поверхности второй пары 14b пластин.

Отверждение жидкого металла 13 происходит в кристаллизаторе 11 с последующим образованием затвердевшей содержащейся корки 15.

Кристаллизатор 11 продолжается по существу по вертикальной или дугообразной оси X разливки.

Согласно одному аспекту изобретения устройство 10 управления содержит по меньшей мере один электромагнитный тормоз 16, связанный с кристаллизатором 11 и выполненный с возможностью индуцирования рециркуляционных потоков 17 в жидком металле 13 (фиг.5).

Электромагнитный тормоз 16 может быть прикреплен к кристаллизатору 11, например, на внешней поверхности его стенок 14.

Согласно возможному решению (фиг.1-3) устройство 10 управления содержит множество электромагнитных тормозов 16, которые взаимодействуют на поверхностях, которые во время использования являются внешними по отношению к первой паре 14a стенок кристаллизатора 11.

Согласно возможным вариантам осуществления устройство 10 управления может содержать множество электромагнитных тормозов 16, например, по меньшей мере по одному на каждую стенку 14 кристаллизатора 11.

Согласно возможному решению каждая из пластин первой пары 14а может содержать соответствующий электромагнитный тормоз 16, который продолжается на всю ширину пластины.

Согласно альтернативным вариантам осуществления каждая пластина первой пары 14a может содержать множество электромагнитных тормозов 16, расположенных рядом и в симметричном положении относительно центральной линии кристаллизатора 11.

В частности (фиг.4), можно предусмотреть, чтобы каждая пластина первой пары 14a имела по меньшей мере один первый электромагнитный тормоз 16, в данном случае два, расположенных вдоль оси разливки, расположенной на одной стороне по отношению к средней оси кристаллизатора 11, и по меньшей мере один второй электромагнитный тормоз 16, в данном случае два, расположенный на расстоянии вдоль оси X разливки, расположенной на второй стороне, противоположной первой стороне по отношению к средней оси кристаллизатора 11. Кроме того, в центральном положении, то есть выровненном по средней оси, для каждой пластины первой пары 14a может быть предусмотрен другой электромагнитный тормоз 16, расположенный между первым и вторым электромагнитным тормозом 16.

Электромагнитный тормоз 16 может содержать множество катушек, возможно, охлаждаемых и имеющих подходящее электрическое питание для создания заданных рециркуляционных потоков 17 в кристаллизаторе 11.

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения устройство 10 управления содержит блок 18 управления и подачи команд, подключенный по меньшей мере к одному электромагнитному тормозу 16 и выполненный с возможностью управления его функционированием.

Посредством только примера, блок 18 управления и подачи команд может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним электрическим параметром электрической энергии, подаваемой на электромагнитные тормоза 16, например, напряжением и/или электрическим током. Посредством только примера, можно предусмотреть, чтобы блок 18 управления и подачи команд был выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним из: интенсивности или частоты электрического параметра, указанного выше.

Согласно дополнительным вариантам осуществления изобретения устройство 10 управления содержит средства 19 обнаружения, расположенные по меньшей мере в условиях использования над входным концом 12 кристаллизатора 11, и каждое из которых выполнено с возможностью определения по меньшей мере обратного расстояния 22 по отношению к уровню жидкого металла 13.

Блок 18 управления и подачи команд может быть выполнен с возможностью сбора данных о каждом расстоянии 22 от каждого средства 19 обнаружения и обработки их в зависимости от расположения средства 19 обнаружения, определяющего характеристические параметры развития профиля 20 поверхности жидкого металла 13.

Преимущественно обработка расстояния 22 в зависимости от расположения средства 19 обнаружения позволяет определить форму всего профиля 20 поверхности жидкого металла 13 по всему поперечному сечению кристаллизатора 11, а не только на локализованных и ограниченных участках, как в некоторых известных решениях.

Кроме того, блок 18 управления и подачи команд может обрабатывать данные о каждом расстоянии 22, определяющие, в качестве характеристических параметров, усредненное по пространству значение расстояний 22, обнаруженных в различных положениях, и мгновенные отклонения от них для каждого средства 19 обнаружения.

В некоторых вариантах осуществления другими возможными характеристическими параметрами могут представлять собой пространственный градиент или также производные профиля 20 поверхности более высокого порядка, которые позволяют контролировать степень пространственных изменений в развитии профиля 20 поверхности.

Средство 19 обнаружения может быть выполнено с возможностью обнаружения обратного расстояния 22 в заданные моменты времени, например, в отношении специфических рабочих этапов процесса разливки. Согласно альтернативным вариантам осуществления средство 19 обнаружения может быть выполнено с возможностью по существу непрерывного обнаружения обратного расстояния 22.

В этих вариантах осуществления блок 18 управления и подачи команд может обрабатывать данные каждого расстояния 22, определяя в качестве характеристических параметров временное среднее расстояние 22 в заданные интервалы времени и мгновенные отклонения от него для каждого средства 19 обнаружения.

В некоторых вариантах осуществления другими возможными характеристическими параметрами могут быть скорость развития профиля 20 поверхности, вычисляемая, исходя из производных по времени.

Характеристические параметры, связанные с мгновенными, временными и пространственными средними значениями и отклонениями, позволяют получить точное определение развития профиля поверхности, так как, например, происходит снижение эффектов фонового шума, связанных с типом используемых датчиков, и случайных ошибок при обнаружении из-за образования пузырьков или брызг жидкого металла 13. Кроме того, можно незамедлительно определить возможные неисправности в одном или нескольких средствах 19 обнаружения, например, если оно/они отправляет/отправляют данные, которые значительно и систематически далеки от средних значений.

Блок 18 управления и подачи команд также может определить действие по меньшей мере одного электромагнитного тормоза 16 на основе характеристических параметров развития профиля 20 поверхности, чтобы определить заданные рециркуляционные потоки 17 жидкого металла 13.

Блок 18 управления и подачи команд может быть выполнен с возможностью управления функционированием вышеперечисленных компонентов и подачи команд для приведения в действие по меньшей мере электромагнитного тормоза 16, чтобы поддерживать равномерным развитие профиля 20 поверхности.

Преимущественно характеристические параметры, связанные с пространственным градиентом и скоростью развития профиля 20 поверхности, позволяют приводить в действие электромагнитный тормоз 16, соответственно, с подходящей скоростью и интенсивностью с целью эффективной регулировки рециркуляционных потоков 17.

Таким образом, эта характеристика позволяет получать рециркуляционные потоки, которые являются постоянными и регулярными в пространстве и времени, улучшая качество литого изделия.

Согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения средство 19 обнаружения может содержать множество датчиков 21, расположенных над поверхностью жидкого металла 13.

Согласно возможным решениям каждый датчик 21 выполнен с возможностью определения обратного расстояния 22 относительно уровня жидкого металла 13.

В частности, каждый датчик 21 подключен к блоку 18 управления и подачи команд, который выполнен с возможностью сбора данных о каждом расстоянии 22, обработки их в зависимости от расположения датчиков 21 и определения профиля 20 поверхности.

В частности, блок 18 управления и подачи команд может сохранять по меньшей мере обратное положение каждого датчика 21 по отношению к другим датчикам, а также по отношению к верхнему концу 12 кристаллизатора 11.

Наличие множества датчиков 21, распределенных над уровнем жидкого металла, позволяет использовать датчики с уменьшенной областью обнаружения, то есть датчики, которые имеют маленькие размеры и являются не очень инвазивными для верхнего конца 12 кристаллизатора 11.

Согласно возможным решениям датчики 21 могут содержать датчики наведенного тока, то есть датчики вихревых токов. Использование датчика этого типа позволяет иметь быстрое время отклика. Кроме того, датчик этого типа можно повторно использовать в других кристаллизаторах и для различных применений.

Согласно возможным альтернативным вариантам осуществления датчики 21 могут быть выбраны из группы, содержащей тепловые, оптические, лазерные, радарные или емкостные датчики.

Согласно возможному решению изобретения датчики 21 могут быть расположены выровненными вдоль оси Y, ортогональной оси X разливки.

В варианте осуществления, в котором кристаллизатор 11 относится к типу кристаллизатора, предназначенного для слябов, ось Y расположена по существу параллельно паре стенок большего размера.

Например, многочисленные датчики 21 могут быть распределены симметрично с одной стороны и с другой относительно оси X разливки, а также в разрозненном порядке.

Кроме того, датчики 21 могут находиться на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы иметь возможность обнаруживать профиль 20 поверхности единообразным образом.

Альтернативные варианты осуществления предусматривают, что многочисленные датчики 21 распределены только на одной стороне, то есть только на части поверхности жидкого металла 13 относительно оси X разливки.

В этих случаях предполагается, что развитие профиля 20 поверхности является симметричным относительно оси X разливки. Эти варианты осуществления могут использоваться в кристаллизаторах 11 с маленькими размерами, где профиль 20 поверхности почти симметричен вдоль оси X разливки.

В альтернативных вариантах настоящего изобретения средство 19 обнаружения может содержать детектор 23, который может быть, например, датчиком указанного выше типа, выполненным с возможностью обнаружения расстояния 22 по отношению к жидкому металлу 13, и перемещающее устройство 24, выполненное с возможностью перемещения детектора 23 над уровнем жидкого металла 13, то есть над верхним концом 12.

Согласно одному возможному решению перемещающее устройство 24 выполнено с возможностью перемещения детектора 23 вдоль продольной оси Z, ортогональной оси X разливки.

В варианте осуществления, в котором кристаллизатор 11 относится к типу кристаллизатора, предназначенного для слябов, продольная ось Z расположена по существу параллельно паре стенок большего размера.

Перемещающее устройство 24 может быть снабжено по меньшей мере направляющим элементом 25, на котором установлен детектор 23 с возможностью скольжения вдоль продольной оси Z.

Направляющий элемент 25 может взаимодействовать с входным концом 12 кристаллизатора 11.

Направляющий элемент 25 может продолжаться на всю ширину кристаллизатора 11.

Детектор 23 подключен к блоку 18 управления и подачи команд, который выполнен с возможностью приема данных 22 о расстоянии, мгновенно обнаруженных детектором 23 во время его перемещения, таким образом выполняя сканирование поверхности жидкого металла. Блок 18 управления и подачи команд, обрабатывая эти данные 22 расстояния, определяет характеристические параметры развития профиля 20 поверхности.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 управления согласно настоящему изобретению содержит стакан 26, выполненный с возможностью выпуска жидкого металла 13 в кристаллизатор.

Стакан 26 подключен к блоку 18 управления и подачи команд, который выполнен с возможностью управления функционированием стакана 26 в зависимости от характеристических параметров обнаруженного развития профиля 20 поверхности.

Стакан 26 расположен через верхний конец 12 в кристаллизаторе 11 и частично погружен в жидкий металл 13.

Согласно возможным решениям стакан 26 может взаимодействовать с перемещающими устройствами 27 (фиг.1), выполненными с возможностью перемещения стакана 26 в направлении, параллельном оси X разливки, и изменения расположения выходного конца стакана 26 в кристаллизаторе 11.

Согласно возможным решениям подающие устройства 28 также могут быть связаны со стаканом 26, которые выполнены с возможностью подачи в стакан 26 вспомогательных газов, перемешивающих жидкий металл 13 в кристаллизаторе 11.

Вспомогательные газы могут содержать инертные газы, такие как аргон.

Согласно возможным решениям по меньшей мере одно или каждое из перемещающих устройств 27 или подающих устройств 28 может быть подключено к блоку 18 управления и подачи команд, который выполнен с возможностью определения перемещения перемещающих устройств 27 и/или приведения в действие подающих устройств 28 в зависимости от характеристических параметров развития обнаруженного профиля 20 поверхности и определения управления гидродинамическими потоками жидкого металла 13 в кристаллизаторе 11.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок 18 управления и подачи команд выполнен с возможностью управления функционированием по меньшей мере электромагнитного тормоза 16 и, возможно, перемещающих устройств 27 и подающих устройств 28 для того, чтобы получить желаемые рециркуляционные потоки 17, позволяющие получить литое изделие высокого качества.

В частности, предусмотрено, что блок 18 управления и подачи команд, в зависимости от развития обнаруженного профиля 20 поверхности, позволяет создавать двойные рециркуляционные потоки жидкого металла 13, которые показаны на фиг.5.

В частности, эта конфигурация потока позволяет создавать первую рециркуляцию 17a, которая развивается от выпускного конца стакана 26 к поверхности жидкого металла 13, и вторую рециркуляцию 17b, которая развивается от выпускного конца стакана 26 внутрь кристаллизатора 11.

Первая рециркуляция 17а позволяет избежать застоя жидкого металла 13 в верхней части кристаллизатора, что определяет так называемое замерзание мениска, то есть нежелательное охлаждение участка жидкого металла 13, присутствующего на поверхности.

Посредством обнаружения профиля 20 поверхности с помощью средства 19 обнаружения можно определить режимы, то есть развитие, рециркуляционных потоков 17, которые устанавливаются внутри кристаллизатора 11. Профиль 20 поверхности, то есть форма мениска, тесно связана со скоростью потока жидкого металла 13 в первой рециркуляции 17a. Амплитуда волн и их расположение, то есть тип развития профиля 20 поверхности, позволяют надежно определять энергию, скорость и, следовательно, скорость потока первой рециркуляции 17a.

Основываясь на скорости потока первой рециркуляции 17a, блок 18 управления может воздействовать на работу электромагнитных тормозов 16 для того, чтобы оптимизировать движение рециркуляционных потоков 17, содержащихся в жидком металле 13.

В частности, можно получить правильное распределение потока между первой рециркуляцией 17a и второй рециркуляцией 17b в любых рабочих условиях разливки.

Понятно, что модификации и/или добавления частей могут быть выполнены в устройстве 10, которое было описано в данном документе выше, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.

Например, в одном из возможных решений средство 19 обнаружения способно обнаруживать, помимо развития профиля поверхности, также уровень мениска кристаллизатора 11.

Кроме того, ясно также, что, хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на некоторые конкретные примеры, специалист в данной области техники, безусловно, сможет достичь многих других эквивалентных форм устройства 10 управления, имеющих характеристики, изложенные в формуле изобретения и, следовательно, всего того, что относится к области защиты, ограниченной формулой изобретения.

В нижеследующей формуле изобретения единственной целью ссылочных позиций, приведенных в круглых скобках, является облегчение чтения, и они не должны рассматриваться как ограничивающие факторы в отношении области защиты, заявленной в конкретных пунктах формулы изобретения.

1. Устройство для управления непрерывной разливкой, содержащее кристаллизатор (11), снабженный по меньшей мере одним входным концом (12), через который вводится жидкий металл (13), по меньшей мере один электромагнитный тормоз (16), взаимодействующий с кристаллизатором (11) и выполненный с возможностью в упомянутом жидком металле (13) индуцирования рециркуляционных потоков (17), и блок (18) управления и подачи команд, подключенный по меньшей мере к упомянутому электромагнитному тормозу (16) и выполненный с возможностью управления его функционированием, отличающееся тем, что оно содержит средства (19) обнаружения, расположенные по меньшей мере в условиях использования над входным концом (12) и выполненные, каждое по отдельности, с возможностью определения по меньшей мере обратного расстояния (22) относительно уровня упомянутого жидкого металла (13), и тем, что упомянутый блок (18) управления и подачи команд также подключен к упомянутым средствам (19) обнаружения для сбора данных о каждом расстоянии (22) от каждого средства (19) обнаружения, обработки их в зависимости от расположения упомянутого средства (19) обнаружения, определения характеристических параметров развития профиля (20) поверхности упомянутого жидкого металла (13) и подачи команд для приведения в действие по меньшей мере упомянутого электромагнитного тормоза (16) на основе упомянутых характеристических параметров развития упомянутого профиля поверхности (20), чтобы определить заданные рециркуляционные потоки (17) жидкого металла (13), при этом упомянутый блок (18) управления и подачи команд выполнен с возможностью обработки данных каждого расстояния (22), определяющего в качестве характеристических параметров скорость развития профиля (20) поверхности и/или усредненное по времени значение каждого упомянутого расстояния (22) на заданных временных интервалах, и/или мгновенные отклонения от усредненного по времени значения для каждого средства (19) обнаружения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый блок (18) управления и подачи команд выполнен с возможностью обработки данных каждого расстояния (22), определяющего в качестве характеристических параметров пространственный градиент профиля поверхности (20) и/или усредненное по пространству значение расстояний (22), обнаруженных в различных положениях, и/или мгновенные отклонения от усредненного по пространству значения для каждого средства (19) обнаружения.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что упомянутый блок (18) управления и подачи команд выполнен с возможностью подачи команд для приведения в действие по меньшей мере упомянутого электромагнитного тормоза (16) для того, чтобы поддерживать равномерным упомянутое развитие профиля (20) поверхности.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутое средство (19) обнаружения содержит множество датчиков (21), расположенных над поверхностью жидкого металла (13), при этом каждый датчик (21) выполнен с возможностью определения обратного расстояния (22) по отношению к уровню жидкого металла (13).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что датчики (21) содержат датчики индуцированного тока и/или группу датчиков, выбранных из тепловых, оптических, лазерных, радарных или емкостных датчиков.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что упомянутый кристаллизатор (11) представляет собой тип кристаллизатора, предназначенного для слябов, и содержит стенки (14), образованные по существу плоскими пластинами, расположенными парами напротив друг друга, причем первая пара (14а) пластин имеет большие размеры поверхности, чем размеры поверхности второй пары (14b) пластин, при этом датчики (21) расположены выровненными вдоль оси (Y), ортогональной оси (X) разливки, а ось (Y) расположена по существу параллельно паре стенок большего размера.

7. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутое средство (19) обнаружения содержит детектор (23), выполненный с возможностью обнаружения расстояния (22) по отношению к жидкому металлу (13), и перемещающее устройство (24), выполненное с возможностью перемещения детектора (23) над уровнем жидкого металла (13).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что упомянутый кристаллизатор (11) представляет собой тип кристаллизатора, предназначенного для слябов, и содержит стенки (14), образованные по существу плоскими пластинами, расположенными парами напротив друг друга, причем первая пара (14а) пластин имеет размеры поверхности, превышающие размеры поверхности второй пары (14b) пластин, при этом перемещающее устройство (24) выполнено с возможностью перемещения детектора (23) вдоль продольной оси (Z), ортогональной оси разливки (X), а упомянутая продольная ось (Z) расположена по существу параллельно первой паре (14а) стенок.

9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что упомянутый детектор (23) выполнен в виде датчика, выбранного из группы датчиков индуцированного тока, тепловых, оптических, лазерных, радарных или емкостных датчиков.

10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что оно содержит стакан (26), выполненный с возможностью выпуска жидкого металла (13) в кристаллизатор (11), при этом стакан (26) подключен к блоку (18) управления и подачи команд, который выполнен с возможностью управления функционированием стакана (26) в зависимости от упомянутых характеристических параметров развития обнаруженного профиля (20) поверхности.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что перемещающие устройства (27) взаимодействуют со стаканом (26) для того, чтобы перемещать стакан (26) в направлении, параллельном оси (X) разливки, и изменять расположение его выходного конца в кристаллизаторе (11), при этом упомянутые перемещающие устройства (27) подключены к блоку (18) управления и подачи команд, который выполнен с возможностью определения перемещения перемещающих устройств (27) в зависимости от упомянутых характеристических параметров развития профиля (20) поверхности.

12. Устройство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что подающие устройства (28) связаны со стаканом (26), выполненным с возможностью подачи вспомогательных газов, перемешивающих жидкий металл (13), в стакан (26), при этом по меньшей мере подающие устройства (28) подключены к блоку (18) управления и подачи команд, который выполнен с возможностью определения привода подающих устройств (28) в зависимости от упомянутых характеристических параметров развития обнаруженного профиля (20) поверхности.

13. Способ управления непрерывной разливкой, который предусматривает разливку жидкого металла (13) путем введения последнего через входной конец (12) кристаллизатора (11) и в котором во время разливки блок (18) управления и подачи команд управляет функционированием электромагнитного тормоза (16), связанного с кристаллизатором (11), для индуцирования рециркуляционных потоков (17) в жидком металле (13), отличающийся тем, что он содержит обнаружение данных по меньшей мере на обратном расстоянии (22) относительно уровня жидкого металла (13) с помощью средств (19) обнаружения, расположенных по меньшей мере в условиях использования над входным концом (12), обработку упомянутых данных по меньшей мере о расстоянии (22) в зависимости от расположения упомянутых средств (19) обнаружения, определяющих характеристические параметры развития профиля (20) поверхности, и приведение в действие по меньшей мере упомянутого электромагнитного тормоза (16) на основе упомянутых характеристических параметров развития упомянутого профиля (20) поверхности для определения заданных циркуляционных потоков (17) жидкого металла (13), при этом упомянутый блок (18) управления и подачи команд выполнен с возможностью обработки данных каждого расстояния (22), определяющего в качестве характеристических параметров скорость развития профиля (20) поверхности, и/или усредненное по времени значение каждого упомянутого расстояния (22) на заданных временных интервалах и/или мгновенные отклонения от усредненного по времени значения для каждого средства (19) обнаружения.